RU2581392C2 - Method of processing product in centrifugal field - Google Patents

Method of processing product in centrifugal field Download PDF

Info

Publication number
RU2581392C2
RU2581392C2 RU2013127430/05A RU2013127430A RU2581392C2 RU 2581392 C2 RU2581392 C2 RU 2581392C2 RU 2013127430/05 A RU2013127430/05 A RU 2013127430/05A RU 2013127430 A RU2013127430 A RU 2013127430A RU 2581392 C2 RU2581392 C2 RU 2581392C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
plate
centrifuge
product
drum
inlet
Prior art date
Application number
RU2013127430/05A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2013127430A (en
Inventor
Юлиан КЕНИГ
Бернд ТЕРВЕЙ
Вильфрид МАККЕЛЬ
Андреас ПЕНКЛЬ
Томас БАТЕЛЬТ
Катрин КВИТЕР
Original Assignee
Геа Меканикал Эквипмент Гмбх
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Family has litigation
First worldwide family litigation filed litigation Critical https://patents.darts-ip.com/?family=45001757&utm_source=google_patent&utm_medium=platform_link&utm_campaign=public_patent_search&patent=RU2581392(C2) "Global patent litigation dataset” by Darts-ip is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Application filed by Геа Меканикал Эквипмент Гмбх filed Critical Геа Меканикал Эквипмент Гмбх
Publication of RU2013127430A publication Critical patent/RU2013127430A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2581392C2 publication Critical patent/RU2581392C2/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D21/00—Separation of suspended solid particles from liquids by sedimentation
    • B01D21/26—Separation of sediment aided by centrifugal force or centripetal force
    • B01D21/262—Separation of sediment aided by centrifugal force or centripetal force by using a centrifuge
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B1/00—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles
    • B04B1/04—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with inserted separating walls
    • B04B1/08—Centrifuges with rotary bowls provided with solid jackets for separating predominantly liquid mixtures with or without solid particles with inserted separating walls of conical shape
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B11/00—Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/02—Continuous feeding or discharging; Control arrangements therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B11/00—Feeding, charging, or discharging bowls
    • B04B11/04—Periodical feeding or discharging; Control arrangements therefor
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B04—CENTRIFUGAL APPARATUS OR MACHINES FOR CARRYING-OUT PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES
    • B04B—CENTRIFUGES
    • B04B5/00—Other centrifuges
    • B04B5/10—Centrifuges combined with other apparatus, e.g. electrostatic separators; Sets or systems of several centrifuges

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Centrifugal Separators (AREA)
  • Medicinal Preparation (AREA)
  • Pharmaceuticals Containing Other Organic And Inorganic Compounds (AREA)
  • Physical Water Treatments (AREA)

Abstract

FIELD: technological processes.
SUBSTANCE: group of inventions relates to a method of treating freely flowing product by means of at least one centrifuge and to said centrifuge, operating in continuous mode. Method of processing freely flowing product by means of at least one centrifuge, operating in continuous mode, includes following stages: a) feeding freely flowing product into a centrifuge drum, b) separating a solid phase from freely flowing product and/or separating said product into two or more liquid phases, c) extracting one or more liquid phases and/or solid phase from centrifuge drum, d) feeding product to be processed in a continuously or discontinuously pulsating volume flow. Treated product is fed at constant pulsation frequency with duration of period depending on one or more of following parameters: inner radius (ri) of a plate of a set of plates, outer radius (ra) of plate, value of inlet flow (QT) in intermediate space between plate and adjacent plate, angle (α) of plate and/or distance (h) from plate to adjacent plate. Centrifuge, in particular separator, has a revolving centrifuge drum, in particular a separator drum with a vertical rotation axis, in which there is a set of plates. Separator drum also has at least one inlet for feeding product to be treated and at least one outlet for discharge of at least one liquid phase and at least one outlet for discharge of at least one other phase, in particular, liquid phase or solid phase. Centrifuge also comprises means to ensure continuous or intermittent pulsation of product volume flow forced into centrifuge drum, treated product supply is carried out with constant pulsation frequency, having duration depending on one or more of said parameters.
EFFECT: high efficiency of treating liquid.
17 cl, 4 dwg

Description

Данное изобретение относится к способу согласно ограничительной части пункта 1 формулы изобретения и к центрифуге, в частности к сепаратору согласно ограничительной части пункта 15 формулы изобретения.This invention relates to a method according to the restrictive part of paragraph 1 of the claims and to a centrifuge, in particular to a separator according to the restrictive part of paragraph 15 of the claims.

В сепараторах с комплектами тарелок отделение частиц от жидкости или от объемных потоков происходит при стационарных условиях в промежуточных пространствах между тарелками, так называемых зазорах между тарелками. В данном изобретении предлагается оптимизировать этот режим эксплуатации.In separators with tray sets, particles are separated from the liquid or from the volume flows under stationary conditions in the intermediate spaces between the trays, the so-called gap between trays. The present invention proposes to optimize this mode of operation.

Таким образом, задача данного изобретения состоит в создании улучшенного способа обработки жидкости, а также центрифуги, которые позволяют более эффективно обрабатывать жидкость.Thus, an object of the present invention is to provide an improved method for treating a liquid, as well as a centrifuge, which allows more efficient processing of the liquid.

В предлагаемом изобретении эта задача решается посредством признаков пунктов 1 и 15 формулы изобретения.In the present invention, this problem is solved by the features of paragraphs 1 and 15 of the claims.

Согласно изобретению способ обработки, в частности осветления жидкости при помощи по меньшей мере одной центрифуги, предпочтительно работающей в непрерывном режиме, в частности сепаратора, имеющего комплект тарелок, содержит, по меньшей мере, следующие этапы:According to the invention, a processing method, in particular clarification of a liquid using at least one centrifuge, preferably operating continuously, in particular a separator having a set of plates, comprises at least the following steps:

a) подают свободно текучий продукт в барабан центрифуги,a) feed a free-flowing product into a centrifuge drum,

b) отделяют твердую фазу от жидкости и/или разделяют жидкость на несколько жидких фаз и/или одну твердую фазу,b) separating the solid phase from the liquid and / or separating the liquid into several liquid phases and / or one solid phase,

c) отводят жидкую фазу или фазы и/или твердую фазу из барабана центрифуги,c) withdrawing the liquid phase or phases and / or the solid phase from the centrifuge drum,

d) причем подача обрабатываемого продукта происходит в непрерывном или прерывистом пульсирующем объемном потоке.d) wherein the feed of the processed product takes place in a continuous or intermittent pulsating volumetric flow.

Посредством пульсирующей подачи обрабатываемого продукта в барабан центрифуги в зазорах или промежуточных пространствах между тарелками центрифуги возникает пульсирующий впускной поток, так что в соответствующем зазоре между тарелками образуется флуктуирующий объемный поток или объемный поток, который временно уменьшается, начиная с максимума, и/или полностью прекращается. "Пульсирующий" означает, что впускной поток повторно изменяется "снова и снова несколько раз или множество раз", причем либо с постоянной частотой пульсации за единицу времени, либо не с постоянной частотой, но тем не менее множество раз за единицу Т1 времени (например, 1 минута или 1 секунда).By pulsating the feed of the processed product into the centrifuge drum, a pulsating inlet flow arises in the gaps or intermediate spaces between the centrifuge plates, so that a fluctuating volume flow or volume flow is formed in the corresponding gap between the plates, which temporarily decreases starting from the maximum and / or completely stops. “Pulsing” means that the inlet stream changes repeatedly over and over several times or many times, moreover, either with a constant pulsation frequency per unit time or not with a constant frequency, but nevertheless many times per unit T1 of time (for example, 1 minute or 1 second).

В интервалах времени с небольшим потоком или в отсутствие потока обеспечивают соскальзывание осажденных частиц с поверхности тарелок во внутреннее пространство барабана.In time intervals with little or no flow, the deposited particles slip from the surface of the plates into the inner space of the drum.

Объем V1 продукта предпочтительно подают в течение периода Т1 времени определенной продолжительности, причем подачу обрабатываемого продукта выполняют в пульсирующем режиме таким образом, что объем V1 продукта, направленный в барабан за период Т1 времени, не изменяется или остается постоянным относительно подачи в не пульсирующем режиме. Это является особенно предпочтительным, поскольку в целом скорость обработки не снижается относительно не пульсирующего режима, при этом, однако, используются преимущества пульсирующего режима.The volume V1 of the product is preferably supplied during a time period T1 of a certain duration, the feed of the processed product being pulsed so that the volume of the product V1 directed to the drum over the period T1 does not change or remains constant relative to the flow in the non-pulsating mode. This is particularly preferable, since in general the processing speed does not decrease with respect to the non-pulsating mode, however, however, the advantages of the pulsating mode are used.

Кроме того, особенно предпочтительно, если подачу обрабатываемого продукта выполняют пульсирующим образом так, что увеличение и уменьшение впускного потока относительно среднего значения происходит в зависимости от времени, в частности, таким образом, что впускной поток не прерывается полностью в пульсирующем режиме.In addition, it is particularly preferable if the feed of the processed product is performed in a pulsating manner so that the increase and decrease of the inlet flow relative to the average value occurs depending on the time, in particular, in such a way that the inlet stream is not completely interrupted in a pulsating mode.

Из патентного документа WO 2005/065835 А1 известно, что для предотвращения закупоривания каналов прохождения потоков в сепараторе при разделении молока на сливки и обезжиренное молоко определяют концентрацию жира в фазе вытекающего продукта и смещают зону разделения путем краткосрочного изменения рабочих параметров, например интенсивности подачи, если превышено предельное значение. В этом случае интенсивность подачи кратковременно увеличивают только один раз, если происходит закупоривание, то есть в исключительном случае при превышении предельного значения.From patent document WO 2005/065835 A1, it is known that to prevent clogging of the flow channels in the separator when separating milk into cream and skim milk, the fat concentration in the phase of the effluent is determined and the separation zone is shifted by a short-term change in operating parameters, for example, the feed rate, if exceeded limit value. In this case, the feed rate is briefly increased only once if clogging occurs, that is, in an exceptional case when the limit value is exceeded.

Кроме того, из патентного документа DE 566199PA известно, что в центрифуге с закрытым корпусом подачу продукта под давлением выполняют прерывистым образом при одновременном закрытии линии отвода жидкости. Это также используется для устранения засорений. Однако в отличие от предлагаемого изобретения при прерывистой подаче линию отвода закрывают. В отличие от этого согласно данному изобретению диаметр линии отвода для жидкой фазы или фаз остается неизменным, то есть подаваемый объемный поток продукта подают пульсирующим образом, без закрытия или дополнительного дросселирования линии или линий отвода для жидкой фазы или фаз. Это происходит потому, что согласно изобретению в зазоре между тарелками используется измененный процесс отделения, при этом не требуется пульсация выпуска продукта.In addition, from patent document DE 566199PA it is known that in a centrifuge with a closed housing, the supply of the product under pressure is carried out in an intermittent manner while simultaneously closing the liquid discharge line. It is also used to eliminate blockages. However, unlike the present invention, with intermittent feed, the tap line is closed. In contrast, according to the present invention, the diameter of the discharge line for the liquid phase or phases remains unchanged, that is, the supplied volumetric flow of the product is supplied in a pulsating manner, without closing or additionally throttling the line or drain lines for the liquid phase or phases. This is because, according to the invention, an altered separation process is used in the gap between the plates, without the need for pulsation of the product outlet.

Предпочтительные варианты осуществления изобретения раскрыты в зависимых пунктах формулы изобретения.Preferred embodiments of the invention are disclosed in the dependent claims.

Изобретение описано более подробно ниже на основе варианта его осуществления со ссылками на чертежи, на которых:The invention is described in more detail below based on a variant of its implementation with reference to the drawings, in which:

на фиг. 1 изображен частичный вид в разрезе схематично показанного барабана сепаратора;in FIG. 1 is a partial sectional view of a schematically shown separator drum;

на фиг. 2 схематично изображен зазор между тарелками;in FIG. 2 schematically shows the gap between the plates;

на фиг. 3а, b изображены зависимости степени отделения в случае пульсирующего и не пульсирующего объемных потоков.in FIG. 3a, b show the dependences of the degree of separation in the case of pulsating and non-pulsating volume flows.

На фиг. 1 изображен барабан центрифуги, в данном случае барабан 1 сепаратора, который имеет вертикально расположенную ось Z вращения.In FIG. 1 shows a centrifuge drum, in this case a separator drum 1, which has a vertically located axis of rotation Z.

Вращаемый барабан 1 сепаратора установлен на приводном шпинделе 2, который приводится в движение непосредственно или посредством, например, ремня и который установлен с возможностью вращения (в данном случае не показано). В данном случае приводной шпиндель 2 в его верхней периферийной части выполнен коническим. Барабан 1 сепаратора окружен неподвижным кожухом 3, который не вращается вместе с барабаном. Барабан 1 сепаратора, предпочтительно в виде двойного конуса, содержит входное отверстие, имеющее впускную трубу 4 для обрабатываемого продукта Р, к которой присоединен распределитель 5, содержащий по меньшей мере одно или более выходных отверстий 6, через которые подаваемый продукт или центрифугируемый материал проходит во внутреннюю часть барабана 1 сепаратора в комплект 8 тарелок. В данном случае комплект 8 тарелок опционально заканчивается сверху отделяющей тарелкой 9. В качестве альтернативы допустима также подача из распределителя 6 в подъемный канал 7 комплекта тарелок. Предпочтительно в барабане 1 сепаратора размещен комплект разделительных тарелок.The rotary drum 1 of the separator is mounted on the drive spindle 2, which is driven directly or by, for example, a belt and which is mounted for rotation (not shown in this case). In this case, the drive spindle 2 in its upper peripheral part is made conical. The separator drum 1 is surrounded by a fixed casing 3, which does not rotate with the drum. The separator drum 1, preferably in the form of a double cone, contains an inlet having an inlet pipe 4 for the processed product P, to which a distributor 5 is connected, containing at least one or more outlet openings 6 through which the feed product or centrifuged material passes into the inner part of drum 1 of the separator in a set of 8 plates. In this case, the set of 8 plates optionally ends on top of the separating plate 9. Alternatively, the supply of a set of plates from the distributor 6 to the lifting channel 7 is also acceptable. Preferably, a set of separation plates is arranged in the drum 1 of the separator.

Режим является непрерывным, то есть во время обработки центрифугируемого материала он непрерывно обрабатывается и непрерывно отводится из центрифуги. По сравнению с закрытой установкой, как, например, в документе DE 566199PS, твердые частицы также отводятся из барабана при осветлении - путем открытия цилиндрического золотника или через направляющие наконечники - без необходимости прерывания вращения и открытия для этой цели корпуса барабана.The mode is continuous, that is, during the processing of the centrifuged material, it is continuously processed and continuously removed from the centrifuge. Compared to a closed installation, such as, for example, in DE 566199PS, solid particles are also removed from the drum during clarification - by opening a cylindrical spool or through guide tips - without having to interrupt rotation and open the drum body for this purpose.

В данном случае в центробежном поле выполняют комбинированное разделение и/или осветление впускаемого свободно текучего продукта на две жидкие фазы L1 и L2 с различной массой и одну твердую фазу S.In this case, in a centrifugal field, a combined separation and / or clarification of the inlet free-flowing product is performed into two liquid phases L1 and L2 with different masses and one solid phase S.

Согласно фиг. 1 твердую фазу S транспортируют, после разделения в комплекте 8 тарелок, в камеру 10 для отвода твердых частиц, откуда их отводят прерывистым образом через отверстия 11 для отвода твердых частиц, которые могут открываться и закрываться посредством цилиндрического золотника 12. Однако работа центрифуги, то есть фактическая обработка центрифугируемого материала, происходит тем не менее в непрерывном режиме, поскольку твердые частицы могут быть отведены снова и снова, без необходимости остановки для этой цели вращения.According to FIG. 1, the solid phase S is transported, after separation in a set of 8 plates, to a chamber 10 for discharging solids, from where they are discharged intermittently through openings 11 for discharging solids, which can be opened and closed by means of a cylindrical spool 12. However, the operation of the centrifuge, i.e. the actual processing of the centrifuged material, however, takes place in a continuous mode, since the solid particles can be removed again and again, without having to stop rotation for this purpose.

Более легкую жидкую фазу L1 проводят из барабана по внутреннему радиусу ri при помощи первого устройства вихревой обработки (здесь не показано). В отличие от этого, поток тяжелой жидкой фазы L2 течет вокруг внешней окружности тарелки 9 сепаратора и отводится через второе устройство вихревой обработки (также здесь не показано) из барабана 1 сепаратора.The lighter liquid phase L1 is conducted from the drum along the inner radius r i using the first vortex processing device (not shown here). In contrast, the heavy liquid phase L2 flows around the outer circumference of the separator plate 9 and is diverted through a second vortex processing device (also not shown here) from the separator drum 1.

На фиг. 2 схематично изображен зазор между тарелками, то есть промежуточное пространство 13 между двумя соседними тарелками или разделительными тарелками 14 и 15 комплекта 8 тарелок. Впускной поток является частью подаваемого объемного потока, который течет в зазор между тарелками, например между радиальными накладками, которые удерживают тарелки на расстоянии друг от друга в осевом направлении и которые опционально разделяют зазоры между тарелками на сегменты.In FIG. 2 schematically shows the gap between the plates, that is, the intermediate space 13 between two adjacent plates or separating plates 14 and 15 of the set of 8 plates. The inlet stream is part of the supplied volumetric flow, which flows into the gap between the plates, for example between radial plates, which hold the plates axially apart from each other and which optionally divide the gaps between the plates into segments.

На фиг. 2 впускной поток содержит две частицы, причем первая частица 16 находится на внешнем радиусе ra тарелок 14 и 15, расположенных на расстоянии друг от друга с шириной h зазора. Вторая частица 17 находится непосредственно между тарелками 14 и 15 и в момент времени t расположена на радиусе r относительно оси Z вращения, который меньше, чем внешний радиус ra тарелки 14 или 15 и больше, чем внутренний радиус ri тарелки.In FIG. 2, the inlet stream contains two particles, the first particle 16 being on the outer radius r a of the plates 14 and 15 located at a distance from each other with a gap width h. The second particle 17 is located directly between the plates 14 and 15 and at time t is located on a radius r relative to the axis Z of rotation, which is less than the outer radius r a of the plate 14 or 15 and more than the inner radius r i of the plate.

Впускной поток направляют от внешнего радиуса ra тарелки 14 или 15 в направлении внутреннего радиуса, причем твердые фракции, например частицы 16 и 17, оседают на разделительных тарелках. Твердые частицы соскальзывают оттуда вследствие угла α наклона тарелки в камеру 10 для отвода твердого вещества.The inlet stream is directed from the outer radius r a of the plate 14 or 15 in the direction of the inner radius, and solid fractions, such as particles 16 and 17, settle on the separating plates. The solid particles slip away from there due to the angle α of the inclination of the plate into the chamber 10 for removal of solid matter.

Из уровня техники известно, что процессы отделения происходят при непрерывном впускном потоке в зазоре между тарелками. Это происходит по существу при стационарных условиях. Однако предпочтительно было обнаружено, что нестационарные впускные потоки могут приводить к улучшенному режиму отделения.From the prior art it is known that the separation processes occur with a continuous intake flow in the gap between the plates. This occurs essentially under stationary conditions. However, it has been preferred that non-stationary inlet flows can lead to an improved separation mode.

Это объясняется нижеследующим образом.This is explained as follows.

Небольшая частица первоначально плывет во впускном потоке с пренебрежимо малым действием ускорения. Скорость v впускного потока или частицы может быть описана как функция расстояния, проходимого в радиальном направлении r(t) за определенное время t посредством впускного потока на один зазор QТ между тарелками и на одну боковую поверхность А зазора между тарелками следующим образом:A small particle initially floats in the inlet stream with a negligible acceleration effect. The velocity v of the inlet flow or particle can be described as a function of the distance traveled in the radial direction r (t) for a certain time t by means of the inlet flow by one gap Q T between the plates and by one side surface A of the gap between the plates as follows:

Figure 00000001
Figure 00000001

Боковая поверхность является функцией радиуса r частицы относительно оси Z вращения, ширины h зазора между тарелками и угла α наклона тарелки:The lateral surface is a function of the radius r of the particle relative to the axis Z of rotation, the width h of the gap between the plates and the angle α of the plate:

Figure 00000002
Figure 00000002

С учетом боковой поверхности А получается дифференциальное уравнение первого порядка для скорости частицы и впускного потока на радиусе r:Taking into account the lateral surface A, a first-order differential equation is obtained for the particle velocity and the inlet flow at a radius r:

Figure 00000003
Figure 00000003

Решение при граничном условии r(t=0)=ra и с учетом направления впускного потока в зазоре между тарелками дает следующее уравнение для радиального расстояния от частицы до оси Z вращения по прошествии времени t:The solution with the boundary condition r (t = 0) = r a and taking into account the direction of the inlet flow in the gap between the plates gives the following equation for the radial distance from the particle to the rotation axis Z after a time t has elapsed:

Figure 00000004
Figure 00000004

Максимальное время Tend, в течение которого частица остается в зазоре при r(t)=ri, равно:The maximum time T end during which the particle remains in the gap at r (t) = r i is:

Figure 00000005
Figure 00000005

Скорость погружения частицы в центробежном поле зависит от ее радиального расстояния до оси вращения и поэтому зависит также от времени, причем Δφ является разностью плотностей твердой фазы и жидкой фазы, d - диаметр частицы, ω - угловая скорость, а η - динамическая вязкость жидкости.The rate of immersion of a particle in a centrifugal field depends on its radial distance to the axis of rotation and therefore also depends on time, with Δφ being the density difference between the solid phase and the liquid phase, d the particle diameter, ω the angular velocity, and η the dynamic viscosity of the liquid.

Figure 00000006
Figure 00000006

Расстояние h(T) отделения, которое проходит частица в перпендикулярном направлении за определенное время, является функцией скорости погружения и равна:The separation distance h (T), which the particle travels in the perpendicular direction for a certain time, is a function of the speed of immersion and is equal to:

Figure 00000007
Figure 00000007

Посредством интегрирования и замены переменной времени Т на t получается:By integrating and replacing the time variable T with t, it turns out:

Figure 00000008
Figure 00000008

Частица считается отделенной, когда она достигла верхней тарелки зазора между тарелками за время t. Таким образом, частица отделена, еслиA particle is considered separated when it reaches the upper plate of the gap between the plates at time t. Thus, a particle is separated if

hp,Start+hp(t)≥h,h p , Start + h p (t) ≥h,

при условии t=Tend.provided t = T end .

Таким образом:In this way:

Figure 00000009
Figure 00000009

Степень ϕ(d) отделения в зависимости от диаметра частицы может, следовательно, быть выражена следующим уравнением:The degree of separation ϕ (d) depending on the particle diameter can therefore be expressed by the following equation:

Figure 00000010
Figure 00000010

Степень ϕ(d) отделения может быть численно найдена более легко при помощи временного пошагового способа для нестационарных впускных потоков QТ(t) с различными функциями.The degree of separation ϕ (d) can be numerically found more easily using a temporary stepwise method for unsteady inlet flows Q T (t) with various functions.

На фиг. 3а изображены различные варианты управления относительно объема впускного потока в зависимости от времени. Например, в данном случае впускной поток равен 1 м3/ч на одну тарелку.In FIG. 3a shows various control options with respect to the inlet flow volume versus time. For example, in this case is the inlet flow 1 m 3 / h per plate.

Известный случай непрерывного впускного потока показан сплошной линией.A known case of continuous inlet flow is shown by a solid line.

Прерывистой линией изображено временное полное прекращение впускного потока. Например, за короткое время подают четырехкратное количество, прерываемое четырехкратной паузой. Таким образом, в результате впускной поток снова равен 1 м3/ч на одну тарелку.The dashed line shows the temporary complete cessation of the intake stream. For example, in a short time, a four-fold amount is served, interrupted by a four-time pause. Thus, as a result, the inlet flow is again equal to 1 m 3 / h per plate.

Точечной линией показано увеличение и уменьшение впускного потока относительно среднего значения в зависимости от времени, однако при этом не происходит полного прерывания впускного потока. В данном примере впускной поток в результате снова равен 1 м3/ч на одну тарелку.The dotted line shows the increase and decrease in the inlet flow relative to the average value depending on the time, however, the inlet stream is not completely interrupted. In this example, the inlet flow is again equal to 1 m 3 / h per plate.

На фиг. 3b изображена функция степени отделения в зависимости от диаметра частиц и диаметра частицы предельного размера. При этом можно видеть, что диаметр частицы предельного размера отделенных частиц ухудшается при пульсирующем впуске (прерывистые и точечные линии).In FIG. 3b shows a function of the degree of separation depending on the particle diameter and the particle diameter of the maximum size. Moreover, it can be seen that the particle diameter of the maximum size of the separated particles deteriorates with a pulsating inlet (broken lines and dotted lines).

Однако преимущества пульсирующего режима работы превалируют, поскольку в этом случае твердые частицы собираются на поверхности тарелок без препятствия со стороны объемного потока и могут соскальзывать в камеру для твердых частиц сепаратора, что приводит в целом к улучшенному осветлению жидкости.However, the advantages of the pulsating mode of operation prevail, since in this case the solid particles collect on the surface of the plates without obstruction from the side of the volume flow and can slip into the chamber for the solid particles of the separator, which generally leads to improved clarification of the liquid.

В случае комбинации двух сепараторов в последовательном соединении отрицательное смещение степени отделения, показанное на фиг. 3а и 3b, может быть полностью устранено посредством комбинации двух сепараторов, то есть комбинации одного сепаратора, который загружается не пульсирующим образом, и другого сепаратора, который загружается пульсирующим образом, при этом тем не менее может быть обеспечено улучшенное осветление относительно последовательного соединения из двух не пульсирующих сепараторов.In the case of a combination of two separators in series, the negative offset of the degree of separation shown in FIG. 3a and 3b can be completely eliminated by a combination of two separators, that is, a combination of one separator which is not pulsed loaded and another separator which is pulsed loaded, however, improved clarification can be achieved with respect to the series connection of two not pulsating separators.

В идеальном случае длительность периода пульсации составляет:In the ideal case, the duration of the ripple period is:

Figure 00000011
Figure 00000011

где QТ - средний впускной поток на одну тарелку. Частота пульсации должна быть низкой для лучшего управления процессом. Таким образом, предпочтительно, если частота пульсации меньше 10 Гц во избежание опасности усреднения (f=1/Т).where Q T is the average intake flow per plate. The ripple frequency should be low for better process control. Thus, it is preferable if the ripple frequency is less than 10 Hz in order to avoid the risk of averaging (f = 1 / T).

В качестве альтернативы трапециевидной форме, показанной на фиг. 3а, форма функции впуска в случае постоянной пульсации также может быть синусоидальной, треугольной, прямоугольной или пилообразной.As an alternative to the trapezoidal shape shown in FIG. 3a, the shape of the intake function in the case of constant ripple can also be sinusoidal, triangular, rectangular or sawtooth.

Согласно изобретению центрифуга, в частности сепаратор, содержит средства или устройство, которые обеспечивают возможность пульсации впускного объемного потока обрабатываемой жидкости.According to the invention, the centrifuge, in particular the separator, contains means or a device that makes it possible to pulsate the inlet volumetric flow of the treated liquid.

Подобные средства могут содержать входное отверстие с впускной трубой 4, выполненной изогнутой в зоне распределителя, причем пульсация происходит на одно ребро в распределителе.Such means may include an inlet with an inlet pipe 4, made curved in the area of the distributor, and the ripple occurs on one edge in the distributor.

В качестве альтернативы или дополнительно подобные средства могут содержать дифференциальный механизм, расположенный между впускной трубой и барабаном центрифуги, в частности сепаратора. Период циклов предварительно задается в зависимости от шага дифференциального механизма.Alternatively or additionally, such means may comprise a differential mechanism located between the inlet pipe and the centrifuge drum, in particular the separator. The cycle period is predefined depending on the step of the differential mechanism.

В качестве альтернативы или дополнительно на впуске или во впуске предпочтительно в направлении потока снаружи барабана или выше по потоку от барабана может быть расположен регулирующий клапан, предпочтительно поворотный шаровой клапан, или впуск может обеспечиваться поршневым насосом с постоянной пульсацией.Alternatively or additionally, at the inlet or inlet, preferably in the direction of flow, outside the drum or upstream of the drum, a control valve, preferably a rotary ball valve, may be provided, or the intake may be provided by a continuously pulsed piston pump.

Список номеров позицийList of item numbers

барабан сепаратораseparator drum 1one приводной шпиндельdrive spindle 22 кожухcasing 33 впускная трубаintake pipe 4four распределительdistributor 55 выходные отверстияoutlet openings 66 подъемный каналlift channel 77 комплект тарелокset of plates 88 отделяющая тарелкаseparating plate 99 камера для отвода твердого веществаsolid discharge chamber 1010 отверстия для отвода твердого веществаsolid discharge openings 11eleven цилиндрический золотникcylindrical spool 1212 зазор между тарелкамиplate clearance 1313 разделительная тарелкаdividing plate 14fourteen разделительная тарелкаdividing plate 15fifteen частицаparticle 1616 частицаparticle 1717 впуск продуктаproduct inlet РR твердая фазаsolid phase SS ось вращенияaxis of rotation ZZ угол наклона тарелкиplate angle αα ширина зазораgap width hh внутренний радиус тарелкиdish inner radius ri r i внешний радиус тарелкиdish outer radius ra r a радиальное расстояние частицы до оси Zparticle radial distance to the z axis   вращения в момент времени trotation at time t r(t)r (t) усредненный впускной потокaverage inlet flow QТ Q T времяtime tt степень отделенияdegree of separation Ф(d)F (d) диаметрdiameter dd

Claims (17)

1. Способ обработки свободно текучего продукта при помощи по меньшей мере одной центрифуги, работающей в непрерывном режиме, в частности, по меньшей мере одного сепаратора с вертикальной осью вращения, и имеющей вращаемый барабан (1) центрифуги, в котором, предпочтительно, размещен комплект (8) тарелок, содержащий следующие этапы:
a) подают свободно текучий продукт в барабан (1) центрифуги,
b) отделяют твердую фазу от свободно текучего продукта и/или разделяют указанный продукт на две или более жидких фаз;
c) отводят одну или более жидких фаз и/или твердую фазу из барабана (1) центрифуги,
отличающийся тем, что
d) подачу обрабатываемого продукта выполняют в непрерывном или прерывистом пульсирующем объемном потоке,
при этом подачу обрабатываемого продукта выполняют с постоянной частотой пульсации, имеющей длительность периода, зависящую от одного или более следующих параметров:
внутренний радиус (ri) тарелки (14) комплекта (8) тарелок,
внешний радиус (ra) тарелки (14),
величина впускного потока (QТ) в промежуточном пространстве (13) между тарелкой (14) и соседней тарелкой (15),
угол (α) тарелки и/или
расстояние (h) от тарелки до соседней тарелки.1. A method of processing a free-flowing product using at least one continuous centrifuge, in particular at least one separator with a vertical axis of rotation, and having a rotary drum (1) of a centrifuge, in which, preferably, a set ( 8) plates containing the following steps:
a) supplying a free-flowing product to the centrifuge drum (1),
b) separating the solid phase from the free-flowing product and / or separating the specified product into two or more liquid phases;
c) one or more liquid phases and / or a solid phase are removed from the centrifuge drum (1),
characterized in that
d) the feed of the processed product is carried out in a continuous or intermittent pulsating volumetric flow,
while the supply of the processed product is performed with a constant pulsation frequency having a period duration depending on one or more of the following parameters:
the inner radius (r i ) of the plate (14) of the set (8) of plates,
the outer radius (r a ) of the plate (14),
the value of the inlet flow (Q T ) in the intermediate space (13) between the plate (14) and the adjacent plate (15),
the angle (α) of the plate and / or
distance (h) from the plate to the adjacent plate. 2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что обработку выполняют в непрерывном режиме.2. The method according to p. 1, characterized in that the processing is performed in continuous mode. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что выполняют мониторинг, управление и/или регулировку частоты пульсации.3. The method according to p. 1, characterized in that they monitor, control and / or adjust the frequency of the ripple. 4. Способ по п. 1, отличающийся тем, что длительность периода пульсации объемного потока меньше времени Tend, в течение которого частица (16, 17) остается в промежуточном пространстве (13) между тарелкой (14) и соседней тарелкой (15), причем
Figure 00000012

где ra обозначает внешний радиус тарелки (14), ri обозначает внутренний радиус тарелки (14), h обозначает расстояние от тарелки (14) до соседней тарелки (15), QТ обозначает средний впускной поток на одну тарелку (14), а α обозначает угол тарелки.4. The method according to p. 1, characterized in that the duration of the period of pulsation of the volumetric flow is less than the time T end , during which the particle (16, 17) remains in the intermediate space (13) between the plate (14) and the adjacent plate (15), moreover
Figure 00000012

where r a denotes the outer radius of the plate (14), r i denotes the inner radius of the plate (14), h denotes the distance from the plate (14) to the adjacent plate (15), Q T denotes the average inlet flow per plate (14), and α denotes the angle of the plate. 5. Способ по п. 1, отличающийся тем, что длительность периода более, чем в десять раз, превышает Tend.5. The method according to p. 1, characterized in that the duration of the period is more than ten times greater than T end . 6. Способ по п. 1, отличающийся тем, что предварительное осветление осветляемой жидкости выполняют перед впуском на этапе а) в первом сепараторе, имеющем не пульсирующий впуск.6. The method according to p. 1, characterized in that the preliminary clarification of the clarified liquid is performed before the inlet in step a) in the first separator having a non-pulsating inlet. 7. Способ по п. 1, отличающийся тем, что последующее осветление жидкости выполняют после этапа с) во втором сепараторе, имеющем не пульсирующий впуск.7. The method according to p. 1, characterized in that the subsequent clarification of the liquid is performed after step c) in a second separator having a non-pulsating inlet. 8. Способ по п. 1, отличающийся тем, что объем V1 продукта подают в течение периода Т1 времени определенной продолжительности, причем подачу обрабатываемого продукта выполняют в пульсирующем режиме таким образом, что объем V1 продукта за период Т1 времени не изменяется или остается постоянным относительно подачи в не пульсирующем режиме.8. The method according to p. 1, characterized in that the volume V1 of the product is supplied during a period T1 of time of a certain duration, and the flow of the processed product is performed in a pulsating mode so that the volume of V1 of the product for the period T1 of time does not change or remains constant relative to the supply in non-pulsating mode. 9. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подачу обрабатываемого продукта выполняют пульсирующим образом так, что увеличение и уменьшение впускного потока относительного среднего значения происходит в зависимости от времени.9. The method according to p. 1, characterized in that the supply of the processed product is performed in a pulsating manner so that the increase and decrease in the inlet flow of the relative average value depends on the time. 10. Способ по п. 1, отличающийся тем, что подачу обрабатываемого продукта выполняют таким образом, что впускной поток не прерывается полностью в пульсирующем режиме.10. The method according to p. 1, characterized in that the supply of the processed product is performed in such a way that the inlet stream is not completely interrupted in a pulsating mode. 11. Способ по п. 1, отличающийся тем, что впускной поток изменяется пульсирующим образом много раз в минуту, предпочтительно много раз в секунду.11. The method according to p. 1, characterized in that the inlet stream varies in a pulsating manner many times per minute, preferably many times per second. 12. Способ по п. 1, отличающийся тем, что впускной поток изменяется синусоидально.12. The method according to p. 1, characterized in that the inlet stream varies sinusoidally. 13. Центрифуга, в частности, сепаратор, имеющая вращаемый барабан центрифуги, в частности, барабан сепаратора с вертикальной осью вращения, в котором размещен комплект тарелок, причем барабан (19) сепаратора дополнительно имеет по меньшей мере один впуск для подачи обрабатываемого продукта и по меньшей мере один выпуск для отвода по меньшей мере одной жидкой фазы и по меньшей мере один выпуск для отвода по меньшей мере одной другой фазы, в частности, жидкой фазы или твердой фазы, отличающаяся наличием средства для обеспечения непрерывной или прерывистой пульсации объемного потока продукта, впускаемого в барабан центрифуги, при этом подача обрабатываемого продукта выполняется с постоянной частотой пульсации, имеющей длительность периода, зависящую от одного или более следующих параметров:
внутренний радиус (ri) тарелки (14) комплекта (8) тарелок,
внешний радиус (ra) тарелки (14),
величина впускного потока (QТ) в промежуточном пространстве (13) между тарелкой (14) и соседней тарелкой (15),
угол (α) тарелки и/или
расстояние (h) от тарелки до соседней тарелки.13. A centrifuge, in particular, a separator having a rotatable centrifuge drum, in particular, a separator drum with a vertical axis of rotation, in which a set of plates is placed, the separator drum (19) additionally having at least one inlet for supplying the processed product and at least at least one outlet for discharging at least one liquid phase and at least one outlet for discharging at least one other phase, in particular a liquid phase or a solid phase, characterized by the presence of means for ensuring continuous or intermittent pulsation of the volumetric flow of the product introduced into the centrifuge drum, while the feed of the processed product is performed with a constant pulsation frequency having a period duration depending on one or more of the following parameters:
the inner radius (r i ) of the plate (14) of the set (8) of plates,
the outer radius (r a ) of the plate (14),
the value of the inlet flow (Q T ) in the intermediate space (13) between the plate (14) and the adjacent plate (15),
the angle (α) of the plate and / or
distance (h) from the plate to the adjacent plate. 14. Центрифуга по п. 13, отличающаяся тем, что указанное средство содержит изогнутую на конце впускную трубу.14. The centrifuge according to claim 13, characterized in that said means comprises an inlet pipe bent at the end. 15. Центрифуга по пп. 13 или 14, отличающаяся тем, что указанное средство содержит дифференциальный механизм, который расположен между впускной трубой и внутренней частью барабана или во впускной трубе.15. The centrifuge according to paragraphs. 13 or 14, characterized in that the said tool comprises a differential mechanism that is located between the inlet pipe and the inside of the drum or in the inlet pipe. 16. Центрифуга по любому из пп. 13 или 14, отличающаяся тем, что указанное средство содержит поворотный шаровой клапан, установленный во впуске выше по потоку от барабана.16. The centrifuge according to any one of paragraphs. 13 or 14, characterized in that the said means comprises a rotary ball valve mounted in the inlet upstream of the drum. 17. Центрифуга по любому из пп. 13 или 14, отличающаяся тем, что указанное средство содержит поршневой насос. 17. The centrifuge according to any one of paragraphs. 13 or 14, characterized in that the said tool comprises a piston pump.
RU2013127430/05A 2010-11-23 2011-11-21 Method of processing product in centrifugal field RU2581392C2 (en)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102010052301.1 2010-11-23
DE102010052301A DE102010052301A1 (en) 2010-11-23 2010-11-23 Process for processing a product in a centrifugal field
PCT/EP2011/070528 WO2012069398A2 (en) 2010-11-23 2011-11-21 Method for processing a product in a centrifugal field

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2013127430A RU2013127430A (en) 2014-12-27
RU2581392C2 true RU2581392C2 (en) 2016-04-20

Family

ID=45001757

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2013127430/05A RU2581392C2 (en) 2010-11-23 2011-11-21 Method of processing product in centrifugal field

Country Status (9)

Country Link
US (1) US9522349B2 (en)
EP (1) EP2643092B2 (en)
CN (1) CN103221141B (en)
BR (1) BR112013012299B1 (en)
DE (1) DE102010052301A1 (en)
DK (1) DK2643092T4 (en)
ES (1) ES2663911T5 (en)
RU (1) RU2581392C2 (en)
WO (1) WO2012069398A2 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2783867C2 (en) * 2018-01-25 2022-11-21 Гекко Системс Пти Лтд Cylinder for centrifugal concentrator with portion unloading

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP2944391A1 (en) 2014-05-13 2015-11-18 Alfa Laval Corporate AB Centrifugal separator

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE566199C (en) * 1931-02-18 1932-12-12 Felix Mueller Method for operating centrifugal machines with a closed housing
RU2262990C2 (en) * 2003-10-08 2005-10-27 Старокожев Виктор Алексеевич Pressure-tight separator for separating emulsions

Family Cites Families (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2085538A (en) * 1936-07-10 1937-06-29 Bird Machine Co Resolution of suspensions of finely divided solids into substantially uniform solids fractions of varying average particle size
US2626728A (en) * 1947-02-21 1953-01-27 Omega Machine Company Proportioning device
US3044625A (en) * 1957-11-04 1962-07-17 Ametek Inc Load indicator for centrifugal separator
US3786919A (en) † 1971-12-13 1974-01-22 Parker B Method and apparatus for concentrating ore pulps
DE2626763A1 (en) * 1976-06-15 1977-12-22 Heinkel Maschinenbau Kg Ernst Centrifuge feed cycle control - uses charged drum weight measuring sensors under mountings to control supply of material to drum
US4069969A (en) * 1976-09-28 1978-01-24 Mitsubishi Kakoki Kaisha, Ltd. Automatic three stage centrifugal sludge separator
DE4010748A1 (en) * 1989-04-13 1990-10-25 Stahl Werner METHOD FOR OPERATING AN EXTENSION CENTRIFUGE
US5288713A (en) * 1989-08-16 1994-02-22 Nalco Chemical Company Method for injecting treatment chemicals
US5277109A (en) * 1992-09-03 1994-01-11 Custom Metalcraft, Inc. Sanitary liquid/solid separator
CN2440587Y (en) * 2000-05-29 2001-08-01 黄朝木 Impulsed eccentric chute gold separator
DE10361520C5 (en) 2003-12-23 2012-02-23 Gea Westfalia Separator Gmbh Method for preventing clogging of the flow paths of a separator
CN2868431Y (en) * 2004-08-18 2007-02-14 刘仲威 Cylindro-conical basket flat filter screen guard-blocking automatic filtering centrifugal machine

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE566199C (en) * 1931-02-18 1932-12-12 Felix Mueller Method for operating centrifugal machines with a closed housing
RU2262990C2 (en) * 2003-10-08 2005-10-27 Старокожев Виктор Алексеевич Pressure-tight separator for separating emulsions

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2783867C2 (en) * 2018-01-25 2022-11-21 Гекко Системс Пти Лтд Cylinder for centrifugal concentrator with portion unloading

Also Published As

Publication number Publication date
RU2013127430A (en) 2014-12-27
EP2643092A2 (en) 2013-10-02
BR112013012299B1 (en) 2020-10-06
BR112013012299A2 (en) 2016-08-16
EP2643092B2 (en) 2020-11-04
ES2663911T5 (en) 2021-08-04
WO2012069398A3 (en) 2012-12-27
CN103221141A (en) 2013-07-24
DK2643092T3 (en) 2018-04-23
CN103221141B (en) 2015-07-01
DE102010052301A1 (en) 2012-05-24
DK2643092T4 (en) 2021-02-08
US9522349B2 (en) 2016-12-20
ES2663911T3 (en) 2018-04-17
US20140083954A1 (en) 2014-03-27
WO2012069398A2 (en) 2012-05-31
EP2643092B1 (en) 2018-01-17

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3848372B2 (en) Apparatus and method for discontinuously separating solid particles from a liquid
JP6391984B2 (en) centrifuge
CN105658082B (en) Method for citrus fruit processing
JP5520882B2 (en) Centrifugal sedimentation device
EP0897752B1 (en) Centrifuge with cake churning
CN103153473B (en) Phase-separation method for a product, using a centrifuge
US5958235A (en) Continuous-feed filtering- or screening-type centrifuge with reslurrying and dewatering
JPH01203063A (en) Decanter type centrifugal separator
US9463473B2 (en) Phase-separation method for a product, using a centrifuge
EP2560767B1 (en) A separator
RU2581392C2 (en) Method of processing product in centrifugal field
JP2000515415A (en) Method and apparatus for internally cleaning a centrifuge rotor and a centrifuge equipped with such an apparatus
KR20180037328A (en) Ejection of solid particles from a centrifugal separator
KR100889193B1 (en) The control method of contrifugal separator
JP4047136B2 (en) Solid-liquid separation method using a centrifuge
JP5478843B2 (en) Rotation separator
JPH07508453A (en) Equipment for separating materials
US7374672B2 (en) Filter device comprising integral centrifugal separation
CN113646091B (en) Method for controlling a centrifugal separator and centrifugal separator
JP2010167361A (en) Rotary concentrator and concentration system
KR102179121B1 (en) Turbidity measuring device for centrifugal separator
RU111031U1 (en) CENTRIFUGE
SE539191C2 (en) Method and apparatus for separating two phases
EP0208761A1 (en) Centrifugal separator
WO2023223567A1 (en) Centrifugal separation device